// https://www.lintcode.com/problem/search-range-in-binary-search-tree/description

// 11. 二叉查找树中搜索区间
// 给定两个值 k1 和 k2（k1 < k2）和一个二叉查找树的根节点。找到树中所有值在 k1 到 k2 范围内的节点。即打印所有x (k1 <= x <= k2) 其中 x 是二叉查找树的中的节点值。返回所有升序的节点值。

// 样例
// 如果有 k1 = 10 和 k2 = 22, 你的程序应该返回 [12, 20, 22].

//     20
//   /  \
//   8   22
//  / \
// 4   12

/**
 * Definition of TreeNode:
 * class TreeNode {
 * public:
 *     int val;
 *     TreeNode *left, *right;
 *     TreeNode(int val) {
 *         this->val = val;
 *         this->left = this->right = NULL;
 *     }
 * }
 */

class Solution {
public:
    /**
     * @param root: param root: The root of the binary search tree
     * @param k1: An integer
     * @param k2: An integer
     * @return: return: Return all keys that k1<=key<=k2 in ascending order
     */
    
    // 中序遍历（个）
    // vector<int> searchRange(TreeNode * root, int k1, int k2) {
    //     stack<TreeNode *> s;
    //     vector<int> result;
    //     while (root || !s.empty())
    //     {
    //         while (root)
    //         {
    //             s.push(root);
    //             root = root->left;
    //         }
    //         root = s.top();
    //         s.pop();
    //         if (root->val >= k1)
    //         {
    //             if (root->val <= k2)
    //             {
    //                 result.push_back(root->val);
    //             }
    //             else
    //             {
    //                 break;
    //             }
    //         }
    //         root = root->right;
    //     }
    //     return result;
    // }
    
    // 分治（类似中序遍历）
    // Divide and Conquer, 最后无需排序，因为先处理左子树，然后root节点，再右子树，类似中序遍历
    // vector<int> searchRange(TreeNode * root, int k1, int k2) {
    //     vector<int> result;
    //     if (!root)
    //     {
    //         return result;
    //     }
    //     result = searchRange(root->left, k1, k2);
    //     if (root->val > k2)
    //     {
    //         return result;
    //     }
    //     if (root->val >= k1 && root->val <= k2)
    //     {
    //         result.push_back(root->val);
    //     }
    //     vector<int> right = searchRange(root->right, k1, k2);
    //     result.insert(result.end(), right.begin(), right.end()); 
    //     return result;
    // }

    // DFS，树的深度优先遍历就是中序遍历
    // void dfs(vector<int> &ans, TreeNode * node, int k1, int k2)
    // {
    //     if (!node)
    //     {
    //         return;
    //     }
    //     dfs(ans, node->left, k1, k2);
    //     if (node->val >= k1 && node->val <= k2)
    //     {
    //         ans.push_back(node->val);
    //     }
    //     dfs(ans, node->right, k1, k2);
    // }
    // vector<int> searchRange(TreeNode * root, int k1, int k2) {
    //     vector<int> result;
    //     dfs(result, root, k1, k2);
    //     return result;
    // }

    // 个：DFS
    void help(TreeNode * root, int k1, int k2, vector<int>& result)
    {
        if (!root) return;
        if (root->val >= k1 && root->val <= k2) 
        {
            result.push_back(root->val);
        }
        if(root->val > k1) help(root->left, k1, k2, result); //if也可以去掉
        if (root->val < k2) help(root->right, k1, k2, result); //if也可以去掉
    }
    vector<int> searchRange(TreeNode * root, int k1, int k2) {
        vector<int> result;
        help(root, k1, k2, result);
        return result;
    }
};